¿Por qué CFD?

Las soluciones de CFD permiten a los desarrolladores de productos analizar y optimizar los diseños en un entorno virtual mediante la simulación precisa del flujo de fluidos y la dinámica térmica. Estas simulaciones replican fielmente las condiciones del mundo real, lo que permite a los ingenieros crear productos más seguros, duraderos y rentables. Además, al reducir la necesidad de prototipos físicos, la CFD acelera el proceso de diseño, al mismo tiempo que minimiza los costes de desarrollo.

Un mercado en expansión

Los microprocesadores, microcontroladores, circuitos integrados y otros chips, combinados con una variedad de sensores, continúan impulsando un mercado con un crecimiento enorme para productos inteligentes, como teléfonos, electrodomésticos y dispositivos portátiles. La tendencia hacia la electrónica avanzada no está reservada solo para los consumidores. El sector también ha adoptado estas tecnologías en la fabricación (Internet industrial de las cosas o IIoT), la atención sanitaria (implantes inteligentes) y el transporte (vehículos eléctricos), entre otros. Esta tendencia hacia una mayor dependencia de la electrónica impulsa la innovación, pero también presenta desafíos en la gestión térmica.

Gestión del calor

Cuando los materiales se exponen a altas temperaturas, sus propiedades físicas pueden cambiar considerablemente, lo que provoca una deformación que debilita la integridad estructural o de la señal, la funcionalidad y la fiabilidad. La deformación del material debido al calor es especialmente crítica porque puede desencadenar otros problemas, como ineficiencia aerodinámica, fallos mecánicos o electrónicos, o incluso fallos catastróficos del sistema.

La CFD es una herramienta esencial para diseñar productos industriales y de consumo duraderos y fiables. Permite a los ingenieros tomar decisiones basadas en datos mediante la validación virtual de los supuestos de diseño, lo que lleva a resultados de mayor calidad. Desde las primeras etapas del desarrollo, las simulaciones de CFD proporcionan información realista que dirige la optimización del diseño. La CFD, que es accesible para ingenieros de todos los niveles de experiencia, ayuda a mejorar el rendimiento y la fiabilidad, al tiempo que reduce los costes de desarrollo, las reclamaciones de garantía y el tiempo de lanzamiento al mercado. Al integrar la CFD en el proceso de diseño, los fabricantes pueden cumplir con los estándares de seguridad y durabilidad de manera consistente y con confianza.

¿Cómo ayuda la CFD a crear mejores productos?

FMK

Optimización del rendimiento

La CFD ayuda a los ingenieros a diseñar formas y estructuras que reducen la resistencia al aire y al agua, lo que mejora la eficiencia energética y el rendimiento general. Por ejemplo, se utiliza ampliamente en el sector automotriz y aeroespacial para crear automóviles más elegantes y aviones de bajo consumo de combustible. Además, la CFD mejora la gestión del calor al simular la transferencia de calor en productos como los dispositivos electrónicos. Por ejemplo, permite la optimización de los sistemas de refrigeración en ordenadores portátiles y smartphones, garantizando una regulación térmica eficiente. Al simular condiciones realistas, la CFD reduce la necesidad de varios prototipos físicos, lo que ahorra tiempo y dinero.

Impulso de la innovación en el diseño

Impulso de la innovación en el diseño

La CFD permite a los ingenieros explorar y evaluar diseños innovadores que podrían ser demasiado complejos o poco prácticos de analizar experimentalmente. Por ejemplo, los microcanales en los sistemas de refrigeración líquida para microprocesadores y dispositivos electrónicos de alto rendimiento facilitan la disipación eficiente del calor mediante la optimización de las interacciones de fluidos. Con software de CFD, los ingenieros pueden simular y analizar estos sistemas para lograr una gestión óptima del flujo y el calor.

Personalización de productos para aplicaciones específicas

Personalización de productos para aplicaciones específicas

La CFD permite ajustar con precisión las características del producto para satisfacer las necesidades del cliente y los requisitos específicos de la aplicación. Por ejemplo, puede optimizar los conductos de aire acondicionado para adaptarse a distribuciones de habitaciones únicas o diseñar bombas para caudales y presiones específicas. Además, la CFD garantiza que los productos se adapten a las condiciones ambientales locales, como el diseño de turbinas eólicas que funcionen de manera eficiente a diferentes temperaturas y velocidades de viento.

Facilitar el diseño sostenible

Facilitación del diseño sostenible

La CFD promueve la sostenibilidad al minimizar el consumo de energía. Por ejemplo, ayuda a optimizar los diseños para reducir los requisitos de energía en bombas, ventiladores y sistemas de propulsión. Además, la CFD respalda los estudios de impacto ambiental mediante la simulación de la dispersión de contaminantes o emisiones térmicas, lo que ayuda a las empresas a cumplir con las regulaciones ambientales y reducir su huella ecológica.

Información indispensable

Facilitación del diseño sostenible

Al ofrecer información que, de otro modo, requeriría una experimentación extensa y costosa, la CFD permite a las empresas innovar más rápido, mejorar la calidad del producto y ofrecer soluciones de mejor rendimiento al mercado. Es una herramienta indispensable para la ingeniería moderna, que impulsa avances en todas las industrias y supera los límites de lo posible en cuanto a diseño y rendimiento.

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¿Quién utiliza la CFD para optimizar el diseño?

La CFD se utiliza en diversos sectores para resolver problemas complejos de dinámica de fluidos y optimizar los diseños. Los ingenieros de los sectores aeroespacial, energético y de la automoción y la fabricación confían en gran medida en la CFD para mejorar la eficiencia, la seguridad y el rendimiento, al tiempo que minimizan los costes de prototipado.

Icono de SOLIDWORKS para ingeniero eléctrico

En los sectores aeroespacial y de la automoción, la CFD se utiliza para optimizar la aerodinámica, reduciendo la resistencia y mejorando la eficiencia del combustible de aeronaves y vehículos. Los ingenieros de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC, por sus siglas en inglés) utilizan la CFD para diseñar sistemas de aire acondicionado y ventilación que garanticen una circulación eficaz del aire y cumplan con los estándares de calidad del aire de interior.

Icono de SOLIDWORKS para diseñador de sistemas neumáticos

La CFD impulsa el diseño de maquinaria rotatoria, como turbinas, compresores y bombas, simulando cargas cíclicas y reduciendo la inestabilidad causada por fuerzas dinámicas. También desempeña un papel fundamental en la refrigeración de dispositivos electrónicos, al ayudar a los fabricantes a gestionar el calor en dispositivos como CPU y GPU para evitar el sobrecalentamiento.

Icono de SOLIDWORKS para ingeniero de sistemas hidráulicos

El sector energético utiliza la CFD para simular flujos reactivos en motores de combustión y optimizar la turbomaquinaria, aumentando la eficiencia del combustible y reduciendo las emisiones. Los diseñadores de baterías confían en la CFD para visualizar las interacciones térmicas y químicas, lo que mejora el rendimiento y la seguridad.

Icono de SOLIDWORKS para arquitecto de sistemas/ingeniero de procesos

La CFD también ayuda a optimizar tuberías y válvulas para sistemas de petróleo, gas y agua, a procesar materiales de alta reología y a prevenir la cavitación en sistemas como hélices y boquillas.

Más información

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